一種三維纖維增強(qiáng)輕質(zhì)不燃保溫隔熱復(fù)合材料及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種輕質(zhì)不燃保溫隔熱復(fù)合材料及制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國(guó)建筑能耗約占全社會(huì)總能耗的1/3,國(guó)家開(kāi)始實(shí)行建筑節(jié)能后，建筑節(jié)能設(shè)計(jì) 從1987年的30%節(jié)能提高到當(dāng)前最高標(biāo)準(zhǔn)的75%節(jié)能，節(jié)能方式從外墻內(nèi)保溫轉(zhuǎn)變?yōu)橥?墻外保溫的形式。因此，建筑外墻外保溫材料的保溫性能直接決定著建筑節(jié)能能否滿(mǎn)足設(shè) 計(jì)要求。
[0003] 目前我國(guó)建筑外墻外保溫材料主要有有機(jī)類(lèi)和無(wú)機(jī)類(lèi)，兩類(lèi)材料均無(wú)法兼顧防火 與保溫兩種性能。有機(jī)類(lèi)材料保溫性能好，主要有發(fā)泡聚苯板巧PS)、擠塑聚苯板狂P巧、聚 氨醋板（PU)等。EPS是苯乙締在聚合時(shí)通過(guò)發(fā)泡劑使其內(nèi)部產(chǎn)生微孔的泡沫塑料，熱導(dǎo)率 小于0. 042W/m?K;XPS是苯乙締加少量添加劑，通過(guò)加熱擠塑成型而制得的具有閉孔結(jié)構(gòu) 的硬質(zhì)泡沫塑料，熱導(dǎo)率小于0. 〇32W/m?K;PU是多元醇、氯酸醋在發(fā)泡劑作用下制備的具 有閉孔結(jié)構(gòu)的低密度微孔泡沫，熱導(dǎo)率小于0. 〇24W/m?K，該類(lèi)材料主要缺點(diǎn)一是不阻燃， 已經(jīng)導(dǎo)致多起重大火災(zāi)事故，發(fā)生火災(zāi)時(shí)材料自身燃燒時(shí)迅速產(chǎn)生大量的有害氣體并發(fā)出 刺激性氣味，二是高溫保型能力差，在火災(zāi)等高溫情況下保溫材料迅速軟化失去原有形狀， 發(fā)生滴落、高空脫落等危險(xiǎn)，對(duì)生命體造成二次傷害。
[0004] 無(wú)機(jī)類(lèi)泡沫玻璃、發(fā)泡水泥、膨脹珍珠巖、巖棉板等的材料屬于不燃級(jí)，防火性能 好但保溫性能較差。泡沫玻璃W磨細(xì)玻璃粉為主要原料通過(guò)添加發(fā)泡劑烙融發(fā)泡退火冷卻 加工制成的一種具有均勻獨(dú)立密閉氣隙結(jié)構(gòu)的無(wú)機(jī)硬質(zhì)隔熱材料，熱導(dǎo)率0. 〇5W/m'K且成 本較高；發(fā)泡水泥初性差密度大，熱導(dǎo)率0. 22W/m，K;膨脹珍珠巖由酸性火山玻璃質(zhì)烙巖經(jīng) 破碎、篩分、高溫賠燒膨脹冷卻而成白色顆粒狀多空材料，熱導(dǎo)率0. 05~0. 66W/m?K且不 抗凍融；巖棉將天然火成巖石經(jīng)高溫烙融、用離屯、力、高壓載能氣體噴吹而制成的礦物棉， 熱導(dǎo)率為0. 〇45W/m?K左右，但是固定困難，吸水率大，生產(chǎn)過(guò)程中耗能大，排碳量高，大氣 污染嚴(yán)重，在工地施工時(shí)巖棉粉塵危害工人健康。因此，無(wú)機(jī)類(lèi)保溫材料因保溫性能差、施 工困難、配套不足等難W推廣應(yīng)用。
[0005] 綜上所述，當(dāng)前建筑外墻外保溫材料能兼顧保溫性能與阻燃性能的，尤其滿(mǎn)足高 溫防火領(lǐng)域的阻燃保溫的材料尚為空白。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種=維纖維增強(qiáng)輕質(zhì) 不燃保溫隔熱復(fù)合材料及其制備方法，與傳統(tǒng)的保溫材料相比，本發(fā)明的復(fù)合材料兼有保 溫隔熱性能與阻燃性能，同時(shí)具有良好的高溫保型性能，且本發(fā)明的制備方法無(wú)需熱壓罐 等特種設(shè)備，簡(jiǎn)單易操作，工藝性好，易于轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)線批量化生產(chǎn)，降低成本。
[0007] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種=維纖維增強(qiáng)輕質(zhì)不燃保溫隔熱復(fù)合材料，包 括：80wt%~95wt%S維纖維增強(qiáng)體，5wt%~20wt%樹(shù)脂基體；樹(shù)脂基體分散并填充在S 維纖維增強(qiáng)體內(nèi)的空隙中；所述=維纖維增強(qiáng)體的材料為單一的=維娃基纖維、單一的= 維玄武巖纖維或=維娃基纖維和=維玄武巖纖維的混合材料。
[0008] 所述的=維娃基纖維材料為玻璃纖維、高娃氧纖維或石英纖維。
[0009] 所述的樹(shù)脂基體材料為氨酪醒樹(shù)脂、領(lǐng)酪醒樹(shù)脂或環(huán)氧改性酪醒樹(shù)脂。
[0010] 所述S維纖維增強(qiáng)體的厚度為5~75mm，寬度為100~1500mm，密度為0. 05~ 0.2g/cm3〇
[0011] 一種=維纖維增強(qiáng)輕質(zhì)不燃保溫隔熱復(fù)合材料制備方法，包括如下步驟：
[0012] (1)選定=維纖維增強(qiáng)體；所述的=維纖維增強(qiáng)體的材料為單一的=維娃基纖 維、單一的=維玄武巖纖維或=維娃基纖維和=維玄武巖纖維的混合材料；
[0013] (2)選取氨酪醒樹(shù)脂、領(lǐng)酪醒樹(shù)脂或環(huán)氧改性酪醒樹(shù)脂中的任意一種樹(shù)脂為溶質(zhì)， 選取水、乙醇、丙醇、正下醇或異下醇中的任意一種為溶劑，配制含有Iwt%~30wt%樹(shù)脂 的溶液，選取草酸、乙酸、乙二酸、苯甲酸或苯橫酸中的任意一種為固化劑，加入溶液，固化 劑的重量為溶質(zhì)的0. 5wt%~Swt% ;
[0014] (3)將步驟（1)中選定的=維纖維增強(qiáng)體浸入步驟（2)中配好的溶液中充分浸潰， 浸潰時(shí)間為0. 5~30min;
[0015] (4)擠出步驟（3)中浸潰形成的復(fù)合體中多余的溶液，使得擠除溶液后的復(fù)合體 中S維纖維增強(qiáng)體的重量百分比為35wt%~65wt% ;
[0016] 妨將步驟（4)中獲得的復(fù)合體首先干燥1~12小時(shí)，干燥溫度為50~100°C; 然后加壓0. 005~2MPa，繼續(xù)干燥固化2~24小時(shí)，固化溫度為100~300°C，制得S維纖 維增強(qiáng)輕質(zhì)不燃保溫隔熱復(fù)合材料。
[0017] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于：
[0018] (1)本發(fā)明方法制備的復(fù)合材料中=維纖維增強(qiáng)體具有阻燃的作用，樹(shù)脂基體具 有支撐復(fù)合材料整體結(jié)構(gòu)的作用，樹(shù)脂基體分散并填充在=維纖維增強(qiáng)體內(nèi)的空隙中具有 良好的保溫隔熱性能，導(dǎo)熱系數(shù)低于0. 〇34W/m?K，阻燃性能達(dá)到最高級(jí)"不燃"，優(yōu)于傳統(tǒng) 的保溫材料；本發(fā)明為節(jié)能環(huán)保綠色建筑提供了一種新型的輕質(zhì)不燃保溫隔熱材料，顯著 提高建筑的防火能力，保溫效果。
[0019] (2)本發(fā)明方法制備的=維纖維增強(qiáng)酪醒輕質(zhì)不燃保溫隔熱復(fù)合材料，使用溫度 高于1600°C，傳統(tǒng)的保溫材料超過(guò)700°C已失穩(wěn)，聚苯板在800°C就產(chǎn)生烙融變形滴落，與 傳統(tǒng)的保溫材料相比，本發(fā)明的復(fù)合材料具有優(yōu)異的高溫保型能力。
[0020] (3)本發(fā)明W=維娃基纖維、=維玄武巖纖維或者=維娃基纖維與=維玄武巖纖 維混合而成的=維纖維為增強(qiáng)體，W樹(shù)脂為基體，通過(guò)本發(fā)明方法制備的=維纖維增強(qiáng)輕 質(zhì)不燃保溫隔熱復(fù)合材料，密度在0. 1~0. 25g/cm3之間，與傳統(tǒng)的復(fù)合結(jié)構(gòu)隔熱材料具有 顯著地減重優(yōu)勢(shì)。
[0021] (4)本發(fā)明的制備方法無(wú)需熱壓罐等設(shè)備，機(jī)械化及自動(dòng)化程度高，簡(jiǎn)單易操作， 工藝性好，易于轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)線批量化生產(chǎn)，降低了成本。
【附圖說(shuō)明】
[0022] 圖1本發(fā)明的制備流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 一種S維纖維增強(qiáng)輕質(zhì)不燃保溫隔熱復(fù)合材料，包括：80wt%~95wt%S維纖維 增強(qiáng)體，5wt%~20wt%樹(shù)脂基體。其中，S維纖維增強(qiáng)體可W為單一的S維娃基纖維增強(qiáng) 體、單一的=維玄武巖纖維增強(qiáng)體或=維娃基纖維、=維玄武巖纖維W任意比例混合的= 維纖維增強(qiáng)體；=維娃基纖維可W為玻璃纖維、高娃氧纖維或石英纖維等；樹(shù)脂可W為氨 酪醒樹(shù)脂、領(lǐng)酪醒樹(shù)脂或環(huán)氧改性酪醒樹(shù)脂等。=維纖維增強(qiáng)體內(nèi)含大量空隙，樹(shù)脂基體分 散并填充其中，實(shí)現(xiàn)了阻燃性、保溫性、隔熱性及高溫保型性多功能一體化。
[0024] 本發(fā)明的=維纖維增強(qiáng)輕質(zhì)不燃保溫隔熱復(fù)合材料制備時(shí)首先選定=維纖維增 強(qiáng)體，浸潰樹(shù)脂溶液，控制溶液浸潰量后形成復(fù)合體，接著加熱干燥一定時(shí)間后，再通過(guò)施 加壓力、固化一定時(shí)間制得巧件，最后通過(guò)機(jī)械加工巧件外形制得目標(biāo)尺寸的制品。制備流 程如圖1所示，一種=維纖維增強(qiáng)輕質(zhì)不燃保溫隔熱復(fù)合材料制備方法，包括如下步驟：
[00巧](1)根據(jù)制品的目標(biāo)性能和尺寸選定=維娃基纖維、=維玄武巖纖維或二者W任 意比例混合的=維纖維增強(qiáng)體；=維纖維增強(qiáng)體厚度為5~75mm，寬度為100~1500mm，密 度為0.